package luo.hui.jiang.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author 罗惠江
 * @version 1.0
 * @email 1511619294@qq.com
 * @date 2020/7/28 16:56
 */
public class PolandNotation2 {
    public static void main(String[] args) {

        //中缀表达式，
        String expression = "1+((200+3)*4)-5";// 注意表达式
        // 字符串转list
        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println(infixExpressionList);
        // 将我们的中缀表达式转为后缀表达式
        List<String> suffixExpressionList = parseSuffixExpreesionList(infixExpressionList);
        System.out.println(suffixExpressionList);
        System.out.printf("expression = %d", calculate(suffixExpressionList));

    }

    // 方法：将得到的中缀表达式对应的List = > 后缀表达式对应的List
    public static List<String> parseSuffixExpreesionList(List<String> ls) {
        // 定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>(); // 符号栈
        // 说明：因为S2这个栈其实在整个过程中是没有pop过的。所有我们后面还需要逆序打印输出
        //因此我们可以不使用栈来实现它，使用ArrayList来实现
        /*Stack<String> s2 = new Stack<String>(); */
        List<String> s2 = new ArrayList<String>();// 存储中间结果的list2

        // 遍历ls
        for (String item : ls) {
            // 如果是一个数，加入到s2中
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                // 如果是右括号")",则依次弹出s1栈顶的运算符，并将其压入到s2，知道遇到左括号为止，需要一对括号一对括号的丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();// !!! 这里是一对对的弹出的关键，别漏了
            } else {
                // 如果不是括号，那么就需要比较运算符的优先级了
                // 如果item的优先级小于等于sq栈顶的运算符，将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，在次循环。知道判断了到运算符和我们平级
                // 调用我们写好的Operation类 中的getValue 方法进行比较
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)) {
                    s2.add(s1.pop());
                    // 循环操作，将优先级高于我们现在添加的运算符的全部pop去s2
                }
                // 最后别忘了最开始我们需要做的事，将我们item压入栈中
                s1.push(item);
            }

        }
        // 最后我们将s1 剩余的所有运算符弹出到s2中
        while (s1.size() != 0) {
            s2.add(s1.pop());
        }
        // 将我们得到的后缀表达式返回
        return s2;
    }


    // 该方法是将我们输入的字符串转化为对应的list
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s) {
        // 定义一个List，存放中缀表达式对应的内容
        List<String> ls = new ArrayList<String>();
        int i = 0; // 这时是一个指针，用于遍历中缀表达式字符串
        String str; // 对多为数的拼接
        char c; //每遍历一个字符串，就放入到c中
        do {
            // 如果 c 是一个非数字，我需要加入到ls
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {
                ls.add("" + c);
                i++; // i需要后移
            } else { //如果是一个数，需要考虑多位数
                str = ""; // 先将 str 置成""'0'[48] -> '9'[57]

                //这个循环就是将连续的数组拼接起来，更前面一版不一样
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57) {
                    str += c; //拼接起来
                    i++;//
                }
                ls.add(str);
            }
        } while (i < s.length());

        return ls; // 将字符串转化好的list返回
    }

    // 将一个逆波兰表达式的，依次将数据和运算符放入到ArrayList 中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression) {

        // 将 suffixExpression 分割
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (String ele : split) {
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }


    // 完成对逆波兰表达式的运算   其实可以不用栈都可以完成和这个东西
    // 他的格式是， X1,X2,运算符，  结果在存入到 栈中，这样下面的数据进来又成了X1，X2的格式
    public static int calculate(List<String> ls) {
        // 创建一个栈，只需要一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        // 遍历 ls
        for (String item : ls) {
            // 这里使用正则表达是来取出数
            if (item.matches("\\d+")) { // 匹配的是多为数
                // 入栈
                stack.push(item);
            } else {
                // pop 出两个数，并运算，在入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if (item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                // 把 res 入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }

}

// Operation 这个类主要是来判断我们的运算符的优先级
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    //写一个方法，用来返回我们的优先级数字
    public static int getValue(String operation) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case "+":
                result = ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "*":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                System.out.printf("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}
